AT246786B - Verstärker mit einem nichtlinearen dielektrischen Element - Google Patents

Description

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  Verstärker mit einem nichtlinearen dielektrischen Element 
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   Rauschen, grosse Empfindlichkeitz. B. auf eine geradzahlige Harmonische des als Heizgenerator dienenden HF Oszillators abgestimmten Resonanzkreis anschliesst, die in diesem Resonanzkreis entstandene, mit wachsender Vorspannung durch den Gehalt an Harmonischen wachsende Schwingungsspannung wird sodann gleichgerichtet und bildet am Ausgang der Belastungsimpedanz die verstärkte Spannung. 



  Bezüglich allfälliger Nichtlinearitäten zwischen dem Eingang und Ausgang des erfindungsgemässen Verstärkers ist darauf hinzuweisen, dass diese in manchen Fällen (z. B. logarithmisches Voltmeter) durchaus erwünscht und sogar noch künstlich eingeführt werden ; in allen übrigen Fällen können diese Nichtlinearitäten in bekannter Weise kompensiert werden (z. B. durch eine negative Rückkopplung). 



  Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den Verlauf des Hochfrequenzstromes ohne Gleichvorspannung und mit stufenweise wachsender Vorspannung, Fig. 2 das Schaltbild des erfindungsgemässen Verstärkers mit einem Resonanzkreis,. Fig. 3 das Schaltschema eines Verstärkers mit zwei Resonanzkreisen und einer Hilfsspannungsquelle, Fig. 4 den Stromverlauf bei niederfrequenter Wechselvorspannung, die Fig. 5 und 6 zwei Varianten des erfindungsgemässen Verstärkers mit Wechselvorsp annung. 



  Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ohne Gleichvorspannung die Verzerrung der Kosinusstromkurve eines nichtlinearen dielektrischen Elementes durch den Gehalt an ungeradzahligen Harmonischen verursacht (Kurve a). Wird der Hochfrequenzspeisespannung eine Gleichspannungskomponente überlagert, so verschiebt sich der Schwerpunkt der Verzerrung in der Richtung zu den geradzahligen Harmonischen (Kurven b, c, d) und das Maximum der Kurve wird niedriger.   
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 der geradzahligen Harmonischen die in diesem Resonanzkreis entstehende Schwingungsspannung. Diese Spannung wird mittels des Detektors D gleichgerichtet und an seinem dieParallelkombination Rd, Cd enthaltenden Belastungsimpedanzkreis erscheint die verstärkte Spannung. 



   Diese Schaltungsanordnung hat den Nachteil, dass sie am Ausgang nicht der Polarität der Eingangsspannung folgen kann. Diese Mängel beseitigt der Verstärker gemäss Fig. 3, in welchem an die Reihenimpedanz Z zwei Resonanzkreise 0 undO angeschlossen sind, von denen einer auf eine geradzahlige Harmonische oder Hochfrequenzspannung abgestimmt ist. Die in den Resonanzkreisen entstehenden Schwingungsspannungen werden mittels der Detektoren D und D so gleichgerichtet, dass die an den Belastungskreisen Rdl, Cd   und Rd, Cd   erscheinenden Spannungen voneinander subtrahiert werden. 



  In dem Eingangskreis ist eine Vorspannungsquelle B solchen Wertes eingeschaltet, dass ohne Eingangsspannung die Schwingungsspannungen beider Resonanzkreise gleich gross sind,   d. h.   dass die Ausgangsspannung nach Gleichrichtung und Subtraktion Null ist. 



   DieBandbreite der beschriebenen Verstärker ist durch die physikalischen Eigenschaften des Dielektrikums der nichtlinearen Kondensatoren bestimmt, die die Wirkungsweise der Verstärker bedingen. Bei Speisefrequenzen von höchstens 100 kHz, auf die die Funktion der Verstärker beschränkt ist, wird der Hochfrequenzspeisestrom durch die aus dem Maximum der Kosinusstromkurve auslaufenden Spitzen verzerrt, deren Amplitude ohne Gleichvorspannung am grössten ist. Mit der Einführung einer Vorspannung verkleinert sich die Amplitude der Stromspitzen mit anwachsender Vorspannung und gleichzeitig wird sie in ihrer Phase verschoben. Die Verzerrung der Kosinuskurve des Hochfrequenzstromes ist ohne Vorspannung durch ungeradzahlige, mit Vorspannung durch geradzahlige Harmonische verursacht.

   Bei Steigerung 
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 Vorspannungsverhältnissen praktisch ohne Bedeutung ist, die Harmonischen zu berücksichtigen. Aus dem geschilderten Vorgang bleibt nur übrig, dass die Amplitude der Kosinuskurve mit anwachsender Vorspannung abnimmt. In Fig. 4 ist der Verlauf der Maximalwerte des hochfrequenten Speisestromes in Abhängigkeit von der Gleichvorspannung dargestellt. Wenn diese Vorspannung z. B. sinusförmig mit einer Fre- 

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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 4> des Generators (G) eine niederfrequente Hilfsmodulationsspannung überlagert und der auf die Grundwelle dieser Hilfsspannung abgestimmte Resonanzkreis (0) an die Reihenimpedanz (Z) des nichtlinearen Kondensators (CN) über einen parallelen Detektor (Dl) der Hochfrequenzkomponente angeschlossen ist, wobei mit dem Resonanzkreis (0) ein weiterer Detektor (Dz) mit seinem Belastungskreis (Rd2, Cd2) gekoppelt ist (s. Fig. 5).

   5. Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die Reihenimpedanz (Z) des nichtlinearen Kondensators (CN) über den Hochfrequenzdetektor (Dl) nebst dem auf die Grundwelle der niederfrequenten Modulationsspannung abgestimmten Resonanzkreis (01) ein weiterer, auf die zweite Harmonische der Modulationsspannung abgestimmter Resonanzkreis (0) parallel zum erstgenannten Resonanzkreis (01) angeschlossen ist, wobei dieDetektoren (D , D) der Resonanzkreise (0, 0) gleichsinnig so gepolt sind, dass die gleichgerichteten Spannungen an den Belastungskreisen (R2, Cd2, Rd3, Cd3) subtrahiert werden (s. Fig. 6).

   6. Verstärker nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeiochnet, dass sein Eingangskreis eine Gleichvorspannungsquelle (B) solchen Wertes enthält, dass die Ausgangsspannung ohne Eingangssignal gleich Null ist.